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第五章 纤维 第一节 概述 定义分类性能指标 第二节 纤维的加工 纺丝后加工加工过程中结构变化 第三节 结构与性能的关系 第四节 纤维的主要品种 1天然纤维 2人造纤维 3聚酰胺纤维
4聚酯纤维 5聚丙烯腈 6其它纤维
第一节 概述
1纤维的定义
纤维是指长度比其直径大很多倍并具有一定柔韧性的纤细物质 （细而长且具有一定柔韧性） 细直径为若干微米长超过25mm
聚合物经一定的机械加工（牵引拉伸定型等）后形成细而柔软的细丝形成纤维纤维具有弹性模量大受力时形变小强度高等特点有很高的结晶能力
2分类
按组成有机纤维和无机纤维
按制造方法熔融纺丝纤维干法纺丝纤维湿法纺丝纤维
按原料来源天然纤维和化学纤维（人造纤维合成纤维）
化学纤维用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维 人造纤维以天然高聚物为原料经过化学处理与机械加工而制得的纤维再生纤维素再生蛋白质纤维等 合成纤维由合成的高分子化合物加工制成的纤维主要品种是聚
酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶）和聚丙烯腈纤维（腈纶）三大类
人造纤维 Artificial fiber
合成纤维 Synthetic fiber
无机纤维 Inorganic fiber
纤维 Fiber
天然纤维 Natural fiber
化学纤维 Chemical fiber
植物纤维棉麻等
动物纤维羊毛蚕丝等
矿物纤维石棉等
3纤维的性能指标
⑴ 细度纤维的粗细程度
支数每克纤维所具有的长度的米数 如100支纱即为1g重的纱长为100米 问题假设密度为12计算横截面积和直径 纤度一定长度的纤维所具有的重量 ISO推荐单位tex（特[克斯]）1000m纤维的克数（tex）
担Denier九千米长纤维的质量
⑵ 断裂强度单位纤度所能承受的最大应力
P＝FD（Ntex）
强力（断裂强力绝对强力断裂负荷）纤维拉伸至断裂时所能承受的最大负荷是纤维对张力的抵抗能力的量度
相对强度N tex
断裂长度km
强度极限Pa
(5) 回弹率可回复的弹性伸长与总伸长之比
(4) 初始模量（杨氏模量） L0rarr101 L0时单位纤度所受的力单位Ntex
(3) 断裂伸长率拉伸至断裂时试样产生的伸长
1 0
0
L LL
ε minus=
(6) 吸湿率
0
100D R
D
L LL L
minus= times
minus其中L0 原长 LD 拉伸后的长度 LR 除负荷后过一定时间的长度
吸湿性纤维吸收或放出气态水的能力 吸水性纤维吸收或放出液态水的能力
100times试样所含水分的重量
回潮率＝干燥试样的重量
100times试样所含水分的重量
含湿率＝未干燥试样的重量
绝对伸长拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差mm 相对伸长（断裂伸长率）绝对伸长与试样长度之比
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
第一节 概述
1纤维的定义
纤维是指长度比其直径大很多倍并具有一定柔韧性的纤细物质 （细而长且具有一定柔韧性） 细直径为若干微米长超过25mm
聚合物经一定的机械加工（牵引拉伸定型等）后形成细而柔软的细丝形成纤维纤维具有弹性模量大受力时形变小强度高等特点有很高的结晶能力
2分类
按组成有机纤维和无机纤维
按制造方法熔融纺丝纤维干法纺丝纤维湿法纺丝纤维
按原料来源天然纤维和化学纤维（人造纤维合成纤维）
化学纤维用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维 人造纤维以天然高聚物为原料经过化学处理与机械加工而制得的纤维再生纤维素再生蛋白质纤维等 合成纤维由合成的高分子化合物加工制成的纤维主要品种是聚
酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶）和聚丙烯腈纤维（腈纶）三大类
人造纤维 Artificial fiber
合成纤维 Synthetic fiber
无机纤维 Inorganic fiber
纤维 Fiber
天然纤维 Natural fiber
化学纤维 Chemical fiber
植物纤维棉麻等
动物纤维羊毛蚕丝等
矿物纤维石棉等
3纤维的性能指标
⑴ 细度纤维的粗细程度
支数每克纤维所具有的长度的米数 如100支纱即为1g重的纱长为100米 问题假设密度为12计算横截面积和直径 纤度一定长度的纤维所具有的重量 ISO推荐单位tex（特[克斯]）1000m纤维的克数（tex）
担Denier九千米长纤维的质量
⑵ 断裂强度单位纤度所能承受的最大应力
P＝FD（Ntex）
强力（断裂强力绝对强力断裂负荷）纤维拉伸至断裂时所能承受的最大负荷是纤维对张力的抵抗能力的量度
相对强度N tex
断裂长度km
强度极限Pa
(5) 回弹率可回复的弹性伸长与总伸长之比
(4) 初始模量（杨氏模量） L0rarr101 L0时单位纤度所受的力单位Ntex
(3) 断裂伸长率拉伸至断裂时试样产生的伸长
1 0
0
L LL
ε minus=
(6) 吸湿率
0
100D R
D
L LL L
minus= times
minus其中L0 原长 LD 拉伸后的长度 LR 除负荷后过一定时间的长度
吸湿性纤维吸收或放出气态水的能力 吸水性纤维吸收或放出液态水的能力
100times试样所含水分的重量
回潮率＝干燥试样的重量
100times试样所含水分的重量
含湿率＝未干燥试样的重量
绝对伸长拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差mm 相对伸长（断裂伸长率）绝对伸长与试样长度之比
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
化学纤维用天然或合成高分子化合物经化学加工而制得的纤维 人造纤维以天然高聚物为原料经过化学处理与机械加工而制得的纤维再生纤维素再生蛋白质纤维等 合成纤维由合成的高分子化合物加工制成的纤维主要品种是聚
酯纤维（涤纶）聚酰胺纤维（锦纶）和聚丙烯腈纤维（腈纶）三大类
人造纤维 Artificial fiber
合成纤维 Synthetic fiber
无机纤维 Inorganic fiber
纤维 Fiber
天然纤维 Natural fiber
化学纤维 Chemical fiber
植物纤维棉麻等
动物纤维羊毛蚕丝等
矿物纤维石棉等
3纤维的性能指标
⑴ 细度纤维的粗细程度
支数每克纤维所具有的长度的米数 如100支纱即为1g重的纱长为100米 问题假设密度为12计算横截面积和直径 纤度一定长度的纤维所具有的重量 ISO推荐单位tex（特[克斯]）1000m纤维的克数（tex）
担Denier九千米长纤维的质量
⑵ 断裂强度单位纤度所能承受的最大应力
P＝FD（Ntex）
强力（断裂强力绝对强力断裂负荷）纤维拉伸至断裂时所能承受的最大负荷是纤维对张力的抵抗能力的量度
相对强度N tex
断裂长度km
强度极限Pa
(5) 回弹率可回复的弹性伸长与总伸长之比
(4) 初始模量（杨氏模量） L0rarr101 L0时单位纤度所受的力单位Ntex
(3) 断裂伸长率拉伸至断裂时试样产生的伸长
1 0
0
L LL
ε minus=
(6) 吸湿率
0
100D R
D
L LL L
minus= times
minus其中L0 原长 LD 拉伸后的长度 LR 除负荷后过一定时间的长度
吸湿性纤维吸收或放出气态水的能力 吸水性纤维吸收或放出液态水的能力
100times试样所含水分的重量
回潮率＝干燥试样的重量
100times试样所含水分的重量
含湿率＝未干燥试样的重量
绝对伸长拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差mm 相对伸长（断裂伸长率）绝对伸长与试样长度之比
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
3纤维的性能指标
⑴ 细度纤维的粗细程度
支数每克纤维所具有的长度的米数 如100支纱即为1g重的纱长为100米 问题假设密度为12计算横截面积和直径 纤度一定长度的纤维所具有的重量 ISO推荐单位tex（特[克斯]）1000m纤维的克数（tex）
担Denier九千米长纤维的质量
⑵ 断裂强度单位纤度所能承受的最大应力
P＝FD（Ntex）
强力（断裂强力绝对强力断裂负荷）纤维拉伸至断裂时所能承受的最大负荷是纤维对张力的抵抗能力的量度
相对强度N tex
断裂长度km
强度极限Pa
(5) 回弹率可回复的弹性伸长与总伸长之比
(4) 初始模量（杨氏模量） L0rarr101 L0时单位纤度所受的力单位Ntex
(3) 断裂伸长率拉伸至断裂时试样产生的伸长
1 0
0
L LL
ε minus=
(6) 吸湿率
0
100D R
D
L LL L
minus= times
minus其中L0 原长 LD 拉伸后的长度 LR 除负荷后过一定时间的长度
吸湿性纤维吸收或放出气态水的能力 吸水性纤维吸收或放出液态水的能力
100times试样所含水分的重量
回潮率＝干燥试样的重量
100times试样所含水分的重量
含湿率＝未干燥试样的重量
绝对伸长拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差mm 相对伸长（断裂伸长率）绝对伸长与试样长度之比
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(5) 回弹率可回复的弹性伸长与总伸长之比
(4) 初始模量（杨氏模量） L0rarr101 L0时单位纤度所受的力单位Ntex
(3) 断裂伸长率拉伸至断裂时试样产生的伸长
1 0
0
L LL
ε minus=
(6) 吸湿率
0
100D R
D
L LL L
minus= times
minus其中L0 原长 LD 拉伸后的长度 LR 除负荷后过一定时间的长度
吸湿性纤维吸收或放出气态水的能力 吸水性纤维吸收或放出液态水的能力
100times试样所含水分的重量
回潮率＝干燥试样的重量
100times试样所含水分的重量
含湿率＝未干燥试样的重量
绝对伸长拉伸至断裂时的试样长度与试样原长度之差mm 相对伸长（断裂伸长率）绝对伸长与试样长度之比
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
第二节 纤维的加工 加工过程包括纺丝液的制备纺丝及初生纤维的后加工等过程
聚合物大分子必须是线型能伸直的分子没有庞大侧基 分子中有极性基团使大分子间的相互作用增大（提高纤维的强度和熔点）如纤维素 高分子链立体结构具有一定的规整性半结晶结构无定型区提供弹性染色性吸收性 具有一定的分子量（较塑料和橡胶低）和较窄的分子量分布缩聚窄15~30加聚宽5~7如PP分子量分布宽纤维性能差 热稳定性其熔点或软化点比允许使用的温度高得多
1纺前准备 成纤聚合物的结构要求
2纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液用纺丝泵连续定量而均匀
的从喷丝头（或喷丝板）的毛细孔挤出而成为液态细流再在空气水或特定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(1) 熔融纺丝法－聚合物稳定几百～几千米分纺丝速度快
10486331048633 直接纺丝法合成的高聚物熔体直接纺丝简化生产流程降低成本单体和低聚物不易除去质量较差 10486331048633 切片纺丝法先将高聚物熔体铸带切粒制成切片再熔融纺丝
1mdash螺杆挤出机 2 mdash喷丝板 3 mdash吹风窗 4 mdash纺丝甬道 5 mdash给油盘 6 mdash导丝盘 7 mdash卷绕装置
原料 1
2 3
4
5 6 7
空气
熔融纺丝示意图
纺速1000~2000 mmin 空气介质冷却
上油提高纤维的平滑性柔软性和抱合力减少摩擦和静电的产生改善化学纤维的纺织加工性能
拉伸使细流中的大分子结构从无序排列向有序排列转化纤维沿作用力的方向变形分子链产生取向和结晶作用
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(2) 溶液纺丝法－聚合物可溶粘稠溶液由喷丝头小孔压出黏液细
流通过凝固介质使之凝固成纤维 根据凝固介质 湿法纺丝以液体为凝固介质相互扩散纺丝速度低几米～几十米分故采用多孔喷丝头10万孔生产短纤维 干法纺丝以气体为凝固介质传热传质速度取决于溶剂挥发快慢－易挥发溶剂浓度高200～500mmin化学纤维长丝
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(3) 其他纺丝法－适用于新型高聚物
干湿法纺丝纺丝液先经过一段空气再进入凝固浴可提高喷丝头的拉伸作用提高纺丝速度5～10倍 液晶纺丝利用液晶的特殊流变性质cgtc0时粘度下降在低
切变速率下出现切力变稀区高浓度下的低粘度和低切变应力下的高取向度－液晶纺丝高强度纤维（Kevlar纤维）
聚对苯二甲酰对苯二胺硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
聚对苯二甲酰胺-二甲基乙酰胺溶液粘度与剪切应力的关系
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
冻胶纺丝高浓度（35～55）的干法纺丝适于mp高于分解温度的高聚物纺丝速度快2000mmin 相分离纺丝法高温溶解低温结晶析出－空气中冷却溶剂萃取速度快特别细纤维加入填充物纤维（高达80） 乳液及悬浮液纺丝法分散介质中形成乳液或悬浮液PTFE纤维 反应纺丝法与反应注射成型类似高聚物合成过程与成纤过程同时完成如PU弹性纤维－氨纶的制造方法即将异氰酸酯端预聚物喷入含有硬化剂的二元胺H2O中形成部分交联的纤维 喷射纺丝法高速气流喷吹纺丝细流而成纤制超细纤维
喷射纺丝示意图
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
3后加工 用上述方法纺制出的纤维强度很低手感粗硬甚至发脆不能直接
用于纺织加工制成织物必须经过一些后加工工序才能得到结构稳定性能优良可以进行纺织加工的纤维 目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺 方法 (1) 短纤维的后加工包括集束牵伸（提高取向度） 水洗上油干燥热定型（消除内应力）卷曲切断打包等一系列工序 (2) 长丝后加工比短纤维复杂丝束比较细处理条件要一致 包括拉伸加捻（特有）复捻热定型络丝分级包装等工序 加捻增加纤维间抱合力提高强度Twisting将一组平行而独立的长丝扭转成螺旋形使之能紧密抱合而形成较结实的整体的过程打麻绳 (3) 弹力丝的加工热塑性合成纤维长丝如PETNylon假捻法生产 (4) 膨体纱的加工以PAN为主（马海毛） 高低收缩性不同的两种纤维混纺然后热处理
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(1) 纺丝过程中的取向与结晶 取向
熔融纺丝二种取向机理 流动取向喷丝孔内取向（剪切取
向）拉伸取向（高速纺丝取向度较高） 形变取向－固化之后
湿法纺丝大分子可以运动取向度低
4纤维加工过程中结构的变化 纺丝拉伸热定型－取向度结晶度
取向机理的示意图 （a）喷丝孔切变流场中的流动取向（b）纺丝线拉伸流场中的流动取向（c）弹性网络的形变取向
结晶 结晶度－纤维固化条件有关 结晶慢固化快如PET无结晶 熔融纺丝PAPP中等 湿法纺丝CellulosePVA高
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(2) 拉伸过程中纤维结构的变化 10486331048633 主要是取向度的提高和结晶结构的变化 非晶态高聚物纤维的拉伸取向
大尺寸取向整个分子链取向链段未取向熔融纺丝中的熔体流动取向 小尺寸取向链段取向大分子未取向温度较低时的拉伸取向
高分子链的两种取向状态（a）大尺寸取向（b）小尺寸取向 晶态高聚物
拉伸对取向影响 伸直链增多折叠链减少提高强度和韧性（实质上是球晶的形变过程） 拉伸对结晶影响 1）相态结构无变化即非晶态－非晶态晶态－晶态如结晶性纤维素的湿纺纤维在塑化浴中的拉伸情况 2）拉伸过程中原有的结构发生破坏结晶度降低 温度低结晶结构完整晶体破坏严重如PAPP 3）拉伸过程中进一步结晶结晶度增大 温度升高运动性增强取向和应力诱导结晶
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
结晶 无张力结晶度增大20～30 定长基本不变 取向 松弛热定型取向度减小非晶区变热后链段运动而发生解取向 定长取向度保持不变或变化很小
(3) 热定型过程中纤维结构的变化 促进分子运动应力松弛结构完善
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
第三节 结构与性能的关系 1分子结构成纤高聚物应具有一定的结构特征
2形态结构 (1) 多重原纤结构和表面形态 多根分子链（线形）－基原纤－微原纤－原纤mdashmdash大原纤mdashmdash纤维 1-3nm 10-50nm 01-05μm 1-3μm 几十μm
缝隙孔洞非晶区 类似肌腱结构
特征不同大小尺寸的晶区非晶区缝隙孔洞沟槽等决定了纤维的吸附光学物理机械和各向异性等都与多重原纤结构有关 结构与性能mdashmdash决定于纺丝条件 表面形态取决于纤维品种成型方法和纺丝工艺 表面形状连续光滑较规整 纤维表面规整光泽rarr镜面反射rarr消光半消光larr添加其它物质 在PET中加入TiO2
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(2) 横截面形状和皮芯结构 截面形状 熔融纺丝圆形或近圆形如PETPA 湿法纺丝无机溶剂固化慢圆形 有机溶剂固化快皮芯结构rarr肾形 天然纤维 棉花rarr空心rarr保暖吸湿透气密度小蓬松性好 蚕丝rarr三角形rarr手感柔和有光泽（多角钻石般光泽） 羊毛rarr圆形rarr稳定的蜷曲蓬松弹性
皮芯结构是湿纺纤维的结构特征之一 原因外部固化快内部固化慢发生不均匀收缩而产生溶致相分离 皮层中有较小的晶体取向度高芯层结构疏松微晶尺寸大 异形纤维 中空复合（并列皮芯）各种不规则形状
(3) 纤维中孔洞湿纺PAN最为经典 优点吸湿染色性能缺点降低强度
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
第四节 纤维的主要品种
(1) 棉纤维纤维素（90~94）水脂肪蜡质灰份等 β-D-葡萄糖长径比1000~3000强度低湿强度高 (2) 麻双子叶植物的韧皮纤维单子叶植物的叶纤维 苎麻亚麻纤维干湿强度均较高延伸率低耐蚀性好 (3) 毛羊毛兔毛牛毛驼毛藏羚羊 (4) 蚕丝组成丝纤朊＋丝胶朊 熟丝去掉丝胶朊后的丝纤朊白色柔软有光泽
1天然纤维 来源于动物植物
蚕丝蛋白结构 蚕丝是由两个丝素蛋白和覆盖在外面的丝胶蛋白组成的连续型长纤维
蛋白含量高达98丝素占73外层紧包丝胶占25丝素蛋白结构致密结晶度高不溶于水但能被CaCl2溶解而丝胶蛋白分子
中极性基团稍多无定形部分比例较高因而亲水性较强能与水形成均匀胶溶体
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
2人造纤维 三类再生纤维素纤维纤维素酯纤维再生蛋白质纤维
(1) 粘胶纤维 以天然木材棉短绒甘蔗渣芦苇等为原料湿法纺丝而得
基本组成同纤维素吸湿性能透气性能染色与纺织加工性能均好 不同分子量降低取向度低强度差尤其是湿态强度是干态的60缩水率大10吸水膨化变硬 纯纺人造丝人造毛人造棉等混纺富强纤维等
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(2) 醋酯纤维 二醋酸纤维素（通常的醋酯纤维）丙酮22－30干湿法纺丝 吸湿性好内衣浴衣等中空纤维血液透析 三醋酸纤维素二氯甲烷溶液少量乙醇20－22干湿法纺丝 (3) 铜铵纤维 α-纤维素溶于铜铵溶液中湿法纺丝 与蚕丝相似富有弹性和悬垂性长丝内衣等 (4) 再生蛋白质纤维 动植物蛋白如大豆乳蛋白等与羊毛相似染色性能好性能差强度低一般混纺用
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
3聚酰胺纤维
合成纤维工业是20世纪40年代才发展起来的 合成纤维具有优良的物理机械性能和化学性能如强度高密度小
弹性高耐磨性好吸水性低保暖性好耐酸碱性好不会发霉或虫蛀等某些特种合成纤维还具有耐高温耐辐射高强力高模量等特殊性能 超出纺织工业深入到国防工业航空航天交通运输医疗卫生等 轮胎帘子线运输带传送带渔网绳索滤布工作服等 合成纤维品种繁多但从性能应用范围和技术成熟程度方面看重点发展的是聚酰胺聚酯和聚丙烯腈三类
合成纤维概况
世界上最早投入工业化生产的合成纤维是合成纤维中的主要品种 聚酰胺纤维是指分子主链中含有酰胺键的一类合成纤维中国商品名称为锦纶国外商品名有ldquo尼龙rdquoldquo耐纶rdquoldquo卡普隆rdquo等 聚酰胺品种很多中国主要生产聚酰胺6聚酰胺66和聚酰胺1010等
聚酰胺纤维
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
分类 由二元胺和二元酸缩聚而得通式为 例如聚酰胺66纤维是己二胺和己二酸缩聚而得的 由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得通式为 例如聚酰胺6纤维是由己内酰胺开环聚合而得的
性能特点 耐磨性好优于其它一切纤维比棉花高10倍比羊毛高20倍 强度高耐冲击性好它是强度最高的合成纤维之一 弹性高耐疲劳性好 密度小除PP和PE纤维外所有纤维中最轻相对密度为104～114 耐腐蚀不发霉染色性较好 缺点弹性模量小使用过程中易变形耐热性及耐光性较差
应用 特别适用于制造单丝复丝弹力丝袜在工业上主要用作轮胎帘子线渔网以及降落伞宇宙飞行服等军用物品
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
聚酯纤维是由聚酯树脂经熔融纺丝和后加工处理制成的一种合
成纤维聚酯树脂是由二元酸和二元醇经缩聚而制得其大分子主链中含有酯基故称聚酯纤维
聚酯纤维的品种很多但目前主要品种是聚对苯二甲酸乙二酯
纤维是由对苯二甲酸或对苯二甲酯和乙二醇缩聚制得的中国聚酯纤维的商品名称为ldquo涤纶rdquo俗称ldquo的确良rdquo国外商品名称有ldquo达柯纶rdquoldquo帝特纶rdquoldquo特丽纶rdquoldquo拉芙桑rdquo等
聚酯纤维于1953年投入工业化生产是合成纤维中发展最快的品种产量居第一位
合成与纺丝通常采用挤压熔融纺丝法进行
酯交换rarr缩聚rarr纺丝rarr纤维后加工
4聚酯纤维
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
性能特点 弹性好聚酯纤维的弹性接近羊毛耐皱性超过其它一切纤维弹性模量比聚酰胺纤维高 强度大湿态下强度不变其冲击强度比聚酰胺纤维高4倍比粘胶纤维高20倍 吸水性小聚酯纤维的回潮率仅为04～05因而电绝缘性好织物易洗易干 耐热性好聚酯纤维熔点255～260比聚酰胺耐热性好 耐磨性仅次于聚酰胺纤维耐光性仅次于聚丙烯腈纤维还具有较好的耐腐蚀性 缺点染色性差易起球－结晶度大晶区强度大非晶区易被破坏
应用 可作为理想的纺织材料在工业上可作为电绝缘材料运输带绳索渔网轮胎帘子线人造血管等
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
聚丙烯腈纤维是以丙烯腈为原料聚合成聚丙烯腈而后纺制成的合成
纤维中国商品名称为ldquo腈纶rdquo国外商品名称有ldquo奥纶rdquoldquo开司米纶rdquo等
聚丙烯腈纤维自1950年投入工业生产以来发展速度一直很快目前产量仅次于聚酯纤维和聚酰胺纤维其世界产量居合成纤维第三位
目前大量生产的聚丙烯腈纤维是由85以上的丙烯腈和少量其它单体的共聚物纺制而成的
5聚丙烯腈
注采用共聚的原因 因为丙烯腈均聚物纺制的纤维硬脆难于染色通过加入5～10的丙烯酸丁乙酯醋酸乙烯等ldquo第二单体rdquo进行共聚来改善纤维硬脆的缺点加入1～2的甲叉丁二酸（衣康酸Itaconic Acid） 丙烯磺酸钠等ldquo第三单体rdquo共聚来改善纤维的染色性
湿法纺丝生产短纤维为主溶剂DMFDMAcDMSO
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
性能特点 无论从外观或手感都很像羊毛因此有ldquo合成羊毛rdquo之称而且某些质量指标已超过羊毛纤维强度比羊毛高1~25倍密度（相对密度114~117）比羊毛小（相对密度130~132）保暖性及弹性均较好
弹性模量高仅次于聚酯纤维保型性好
耐光性与耐侯性能除含氟纤维外是天然纤维和化学纤维中最好的室外曝晒1年强度降低20
化学稳定性很高对酸氧化剂及有机溶剂极为稳定
耐热性也较好
缺点易起静电易起球
应用 广泛地用来代替羊毛或与羊毛混纺制成毛织物棉织物等还适用于制作军用帆布窗帘帐篷等
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(1) 聚丙烯纤维丙纶帕纶梅克丽纶 57年工业化生产合成纤维第4大品种熔融纺丝密度小091强度大耐磨耐蚀等耐光性和染色性差耐热吸湿和手感差 渔网绳索滤布无纺布混纺手术服地毯等 (2) 聚乙烯醇纤维 PVA－缩甲醛又称为维纶维尼纶维纳纶合
成棉花等湿法纺丝 特性吸湿性好（5）高强度耐蚀日晒虫蛀等弹性差
易起皱染色性差颜色不鲜艳耐水性不好与棉混纺 (3) 聚氯乙烯纤维可称为ldquo氯纶rdquoldquo天美纶rdquoldquo罗维尔rdquo等 突出的优点耐化学腐蚀性保暖性和耐燃性耐晒耐磨和弹性
都好它的吸湿率很小电绝缘性强 缺点耐热性差沸水收缩率大和染色困难 毛毯地毯滤布工作服等
6其它纤维
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
(4) 特种合成纤维
耐高温纤维 a 芳香族聚酰胺纤维 ldquo芳纶rdquo
耐腐蚀纤维PTFEldquo氟纶rdquo 阻燃纤维 PVDCldquo偏氟纶rdquo工业用布与防火织物可作火腿肠包衣 弹性纤维具有类似橡胶丝的高伸长性（gt400）和回弹力的一类纤
维紧身衣运动衣泳衣等 a 聚氨酯ldquo氨纶rdquo反应纺丝法 b 丙烯酸乙丁酯纤维ldquo阿尼姆8rdquo
吸湿性纤维和抗静电纤维 吸湿性纤维主要品种是锦纶4（酰胺基比例大）而高吸湿性腈纶
亲水丙纶则主要通过改变纤维的物理结构如增加纤维的内部微孔使纤维截面异形化和表面粗糙化等实现 抗静电纤维根据吸湿性越大则导电性越好对织物进行后处理
b 碳纤维碳素纤维（粘胶纤维）可耐1000石墨纤维可耐3000 c 聚酰亚胺纤维可在-150~340下使用可应用在宇航核动力上
